基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法与流程

本发明属于工艺品三维虚拟展示技术领域，具体涉及一种基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，客户对于家用工艺品的要求不断提高，定制个性化陶瓷工艺品的需求越来越强烈。人们希望买到的陶瓷工艺品不再是大众化的，而是能彰显个性，与众不同。

随着电子商务的快速发展，电子商务1.0已无法满足消费者日益增强的个性化需求，以用户为中心的“个性定制”服务已经成为电子商务2.0的发展趋势，陶瓷虚拟展示方法将广泛应用于陶瓷工艺品的电子商务和网络定制领域。对于用户，该方法将传统手工业与互联网相结合，所见即所得，把客户个性化需求借助虚拟现实技术实时三维虚拟展示，使用户全方位多角度地欣赏自己定制的陶瓷工艺品。对于厂商，该方法能真实反映客户需求，快速地确认产品需求，高效的实现订单模块化，真正实现互联网+陶瓷个性化定制销售。现有陶瓷网络定制系统大多是展示陶瓷产品照片或者图像软件中绘制的陶瓷效果图片，展示效果单一，缺乏与客户的互动。如何实现陶瓷工艺品的生产定制化及交互式的三维虚拟展示，成为陶瓷虚拟展示中研究的关键问题之一。

目前，Web3D技术应用于网上浏览三维形式表现出来的物体，并对其进行交互操作，以体验身临其境的奇妙感受。应用较广泛的主流虚拟展示技术有：VRML(Virtual Reality Modeling Language)技术，Cult3D技术、JAVA技术、Quest3D技术、Unity3D技术。基于Unity3D的商品展示技术，国内已经有了许多研究成果，但是对基于Unity3D的陶瓷个性化定制领域研究未见报道，如何利用Unity3D技术进行陶瓷个性化定制与三维虚拟展示是亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，解决了现有工艺品展示方法效果单一、无法让用户参与产品设计的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对陶瓷进行个性化建模；

步骤2、将步骤1所得陶瓷模型载入到Unity3D场景中，进行用户交互；

步骤3、待步骤1和步骤2完成后，进行陶瓷材质贴图的个性化设计以及三维虚拟展示。

本发明的特征还在于，

在步骤1中，陶瓷个性化建模的过程具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、采用多边形建模方法进行陶瓷款式平面图的个性化设计，创建三个平面，将创建出的这三个平面作为陶瓷的正视图、左视图和后视图的参考图；

步骤1.2、将设计好的陶瓷款式平面图导入步骤1.1所得的平面作为背景导入3D MAX中，得到陶瓷的正视图、左视图和后视图；

步骤1.3、经步骤1.2后，首先对陶瓷正身建模，采用画线车削方法，在主视图窗口用线工具绘制截面图轮廓，进入VERTEX将平面顶点调整得到陶瓷正身正视图的轮廓；根据陶瓷的三个视图调整模型，调整OUTLINE数值使模型拥有厚度；调整线段删掉多余的点，在边缘添加点使边缘圆滑，与正视图截面吻合后在修改器面板选择LATHE车削命令之后保存；

步骤1.4、进入FACE选择步骤1.3所得模型的部分进行分离操作，分离的部分作为部件可附不同的贴图材质，对各个部件的模型命名保存；

步骤1.5、先对模型的各部件的UVW展开，选择棋盘格的贴图作为UVW参考图对陶瓷各部件的UVW进行调整直到达到纹理清晰逼真为止；再将陶瓷模型导出，保存为FBX文件，待用。

步骤2按照以下两个步骤实施：

步骤2.1、场景搭建；

步骤2.2、脚本设计。

步骤2.1场景搭建的具体方法为：

将步骤1所得的FBX文件导入到Unity3D的Asset中，将陶瓷FBX格式的文件打包为Asset Bundle格式，并且将材质贴图数据与陶瓷模型中各个部件的特征属性存储在数据库并建立与模型的直接关联，主要通过将陶瓷各部件的名称及模型名称及编号录入数据库；同时调节场景中灯光和摄像机，使模型清楚的显示。

步骤2.2脚本设计的具体方法为：

通过存储在数据库中模型部件属性信息生成陶瓷款式个性化设计菜单，给个性化设计菜单中的按钮绑定点击事件，实现陶瓷模型放缩、旋转功能。

旋转采用四元数旋转表示。

在步骤3中，陶瓷材质贴图的个性化设计，具体按照以下步骤实施：

步骤a、将陶瓷材质贴图图片的长和宽均处理为2的N次幂并对贴图图片两端进行处理，使得所选图案左右对称，并保存；例如：陶瓷材质贴图图片的长和宽均处理为2的11次幂，此操作的目的是为了在给模型设计外观时将材质贴图清晰逼真的表示；材质贴图是以二进制的形式存储在数据库中，将材质贴图的信息读出来，然后通过平铺的方式将材质贴图处理为对应设定的大小；为使贴图材质美观大方，符合实际，还要把对材质贴图进行进一步处理：使用Photoshop软件工具将材质贴图两端处理，使贴图附着在模型上时两端可以无缝贴合；

步骤b、将经步骤a处理后的材质贴图属性信息存入数据库；

步骤c、经步骤b后，通过界面选择陶瓷的部件名称，通过陶瓷对象的Find命令找到想要的陶瓷部件，并且通过按钮点击事件将材质贴图显示出来，能选择任意的材质贴图对陶瓷的外观进行设计，同时通过脚本设计实现的缩放、旋转以及上下移动功能实现交互操作；

脚本设计的具体方法为：通过存储在数据库中模型部件属性信息生成陶瓷款式个性化设计菜单，给个性化设计菜单中的按钮绑定点击事件，实现陶瓷模型放缩、旋转功能，所述旋转采用四元数旋转表示。

在步骤3中，陶瓷三维虚拟展示过程具体如下：

先通过陶瓷部件属性信息选择符合条件的陶瓷模型并且加载到场景中；

然后对陶瓷各部件模型进行材质贴图的选择；

最后通过交互操作将陶瓷旋转、移动、缩放，即能实时观看陶瓷款式及面辅料个性化定制的陶瓷三维效果。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，利用3Ds MAX对陶瓷的各部件分别进行建模，并结合Unity3D技术实现陶瓷选款、材质贴图上传、贴图选择、模型旋转和缩放等功能，使用户可以交互式定制陶瓷款式、材质贴图和其他部件信息，并实时观看所设计陶瓷的虚拟展示效果，体验材质的真实感纹理与质感，满足客户自主性参与定制与多样化展示服装效果的需求。

(2)本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，解决了传统服装展示方法效果单一、缺乏真实感的问题。

附图说明

图1是本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法的总流程图。

图2是本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法中建模的流程图；

图3是本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法中用户交互流程图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明基于Unity3D陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对陶瓷进行个性化建模，其流程如图2所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、采用多边形建模方法进行陶瓷款式平面图的个性化设计，创建三个平面，将创建出的这三个平面作为陶瓷的正视图、左视图和后视图的参考图；

这三个平面的尺寸为：长628mm，宽444mm；

步骤1.2、将设计好的陶瓷款式平面图导入步骤1.1所得的平面作为背景导入3D MAX中，得到陶瓷的正视图、左视图和后视图；

步骤1.3、经步骤1.2后，首先对陶瓷正身建模，采用画线车削方法，在主视图窗口用线工具绘制截面图轮廓，进入VERTEX将平面顶点调整得到陶瓷正身正视图的轮廓；根据陶瓷的三个视图调整模型，调整OUTLINE数值使模型拥有厚度；调整线段删掉多余的点，在边缘添加点使边缘圆滑，与正视图截面吻合后在修改器面板选择LATHE(车削)命令之后保存；

步骤1.4、进入FACE选择步骤1.3所得模型的部分进行分离操作，分离的部分作为部件可附不同的贴图材质，对各个部件的模型命名保存；

步骤1.5、先对模型的各部件的UVW展开，选择棋盘格的贴图作为UVW参考图对陶瓷各部件的UVW进行调整直到达到纹理清晰逼真为止；再将陶瓷模型导出，保存为FBX文件，待用。

步骤2、将步骤1所得陶瓷模型载入到Unity3D场景中，进行用户交互，其流程如图3所示，具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、场景搭建，具体方法如下；

将步骤1所得的FBX文件导入到Unity3D的Asset中，将陶瓷FBX格式的文件打包为Asset Bundle格式，并且将材质贴图数据与陶瓷模型中各个部件的特征属性存储在数据库并建立与模型的直接关联，主要通过将陶瓷各部件的名称及模型名称及编号录入数据库；同时调节场景中灯光和摄像机，使模型清楚的显示；

步骤2.2、脚本设计，具体方法如下：

通过存储在数据库中模型部件属性信息生成陶瓷款式个性化设计菜单，实现陶瓷模型放缩、旋转以及上下移动功能，具体是通过给个性化设计菜单中的按钮绑定点击事件实现的；

其中，旋转采用四元数旋转表示。

步骤3、待步骤1和步骤2完成后，进行陶瓷材质贴图的个性化设计以及三维虚拟展示：

陶瓷材质贴图的个性化设计，具体按照以下步骤实施：

步骤a、将陶瓷材质贴图图片的长和宽均处理为2的N次幂并对贴图图片两端进行处理，使得所选图案左右对称，并保存；例如：陶瓷材质贴图图片的长和宽均处理为2的11次幂，此操作的目的是为了在给模型设计外观时将材质贴图清晰逼真的表示；材质贴图是以二进制的形式存储在数据库中，将材质贴图的信息读出来，然后通过平铺的方式将材质贴图处理为对应设定的大小；为使贴图材质美观大方，符合实际，还要把对材质贴图进行进一步处理：使用Photoshop软件工具将材质贴图两端处理，使贴图附着在模型上时两端可以无缝贴合；

步骤b、将经步骤a处理后的材质贴图属性信息存入数据库；

步骤c、经步骤b后，通过界面选择陶瓷的部件名称，通过陶瓷对象的Find命令找到想要的陶瓷部件，并且通过按钮点击事件将材质贴图显示出来，能选择任意的材质贴图对陶瓷的外观进行设计，同时通过步骤2.2(脚本设计)实现的缩放、旋转以及上下移动功能实现交互操作。

陶瓷虚拟展示过程具体如下：

先通过陶瓷部件属性信息选择符合条件的陶瓷模型并且加载到场景中；然后对陶瓷各部件模型进行材质贴图的选择；最后通过交互操作将陶瓷旋转、移动、缩放，即能实时观看陶瓷款式及面辅料个性化定制的陶瓷三维效果。

实施例(以陶瓷杯子模型为例)

步骤1、对陶瓷进行个性化建模，如图2所示，具体方法如下：

陶瓷个性化建模的过程为将陶瓷模型通过轮廓车削整体建模，进入FACE选择模型的部分位置进行分离操作，分离的部分作为部件可附不同的贴图材质；分别为：陶瓷正身、陶瓷底部及陶瓷颈部，将它们整合为陶瓷模型保存FBX文件格式：

步骤1.1、采用多边形建模方法进行陶瓷款式平面图的个性化设计，得陶瓷的正视图、左视图和后视图，将陶瓷的正视图、左视图、后视图作为背景导入3D MAX中作为参考，在各个视图中调整；

采用画线车削方法进行陶瓷正身生成，在主视图窗口用线工具绘制截面图轮廓，进入VERTEX将平面顶点调整得到陶瓷正身正视图的轮廓，根据陶瓷的三个视图调整模型，调整OUTLINE数值使模型拥有厚度；

调整线段删掉多余的点，在边缘添加点使边缘圆滑，与正视图截面吻合后在修改器面板选择LATHE(车削)命令之后保存，先得出合适的陶瓷杯子正身型体。

步骤1.2、由于陶瓷杯子拥有把手部分，接下来要制作被子把手部件，具体方法为：将得到的杯子正身型体转化为可编辑多边形，进入修改面板，进入FACE(面)选择正身模型的杯子把手部分进行挤压操作，进入VERTEX(点)选择将挤压出来的部分调整杯把的位置，连续挤压两次Delete(删除)顶面，手动焊接这几个点使把手整个形成；进入修改面板，进入FACE(面)选择正身模型的杯子把手部分分离操作，分离的部分作为部件可附不同的贴图材质，对各个部件的模型命名保存；

步骤1.3、为了使陶瓷展示过程更为逼真，还需要根据实际需求为其贴上合适的材质贴图，需在3Ds MAX中对模型的各个部件的UVW展开，选择棋盘格的贴图作为UVW参考图对陶瓷各部件的UVW进行调整直到达到纹理清晰逼真为止；最后将陶瓷模型导出为FBX文件；

步骤2、将步骤1所得的陶瓷模型载入到Unity3D场景中，进行用户交互，具体方法如下：

步骤2.1、场景搭建：需要将步骤1建好的陶瓷FBX文件导入Unity3D的Asset中，将陶瓷FBX格式的文件打包为Asset Bundle格式，并且将材质贴图数据和陶瓷模型的各个零部件如底部模块，颈部模块等特征属性存储在数据库并建立与模型的直接关联；主要目的是通过程序将陶瓷模型载入到Unity3D场景中指定位置，为实现用户交互功能提供基础；同时调节场景中灯光，摄像机，将模型清楚的显示出来；

步骤2.2、脚本设计：通过存储在数据库中模型部件属性信息生成陶瓷款式个性化设计菜单，实现陶瓷模型放缩、旋转以及上下移动功能，实现用户交互；

步骤3、陶瓷材质贴图的个性化设计以及三维虚拟展示：

陶瓷材质贴图个性化设计：首先将陶瓷材质贴图图片的长和宽均处理为2的N次幂并对贴图图片两端进行处理，使得所选图案左右对称，并保存；保证材质贴图的纹理与实际陶瓷材质贴图纹理更相似、更逼真，在这里将陶瓷的材质贴图处理为2的11次幂；其次，将材质贴图的属性信息存入数据库；通过步骤2中生成的个性化设计界面(GUI)实现交互操作，选中界面菜单中陶瓷的任一部件名称，比如选中的是底部，那么可以选中任意一款材质贴图为底部外观进行个性化设计，并及时观看设计效果；如此继续，可将陶瓷所有拆分的部件进行材质贴图，最后实现陶瓷的个性化设计；

三维虚拟展示过程：首先通过陶瓷部件属性信息找出符合条件的陶瓷模型并且加载到场景中；然后将为陶瓷各部件模型选择材质贴图，即对步骤1中分好的部件进行个性化设计，具体包括对正身、底部、颈部进行材质贴图个性化设计；最后通过步骤2实现的交互功能将陶瓷旋转、移动、缩放，实时观看陶瓷款式及材质贴图个性化定制的陶瓷三维效果。

本发明基于Unity3D的陶瓷个性化定制与虚拟展示方法，利用3Ds MAX对陶瓷进行建模，并结合Unity3D技术可以实现陶瓷选款、材质贴图选择、旋转和缩放等功能，使用户可以交互式定制陶瓷款式、材质贴图，并实时观看所设计陶瓷的虚拟展示效果，体验真实感纹理与质感，满足客户自主性参与定制与多样化展示效果的需求，解决了传统工艺品展示方法效果单一、缺乏真实感的问题。